【Python】関数を返す関数（ネストされた関数）を理解する（備忘録）

はじめに

ネストされた関数を見ることは多いですが、私は初めの頃すんなりと理解出来なかったのでまとめます。
↓の記事で書いた「関数を変数に格納して扱う方法」の深掘りです。

関数を返す関数を実装する

さっそく関数を返す関数を作成します。

def add_func(value):
    def func(value_2):
        return value + value_2
    return func

上記の関数add_func()は内部で定義している関数func()を返します。

実際に実行してみます。

def add_func(value):
    def func(value_2):
        return value + value_2
    return func

add_1 = add_func(100)
print(add_1(1))

add_2 = add_func(1000)
print(add_2(1))

101
1001

上記の出力結果を見て「そりゃそうでしょ」とすんなり理解出来た人はもうこれから先を読まなくても大丈夫です。
C#やJavaに慣れている私は、初めてこのようなコードを見た時に一瞬頭の中が？？？となりました。。。

解説

まず下記の１行が実行されたときにどうなるか見ていきたいと思います。

add_1 = add_func(100)

変数add_1には関数add_func()内でreturnしている関数func()が格納されます。
関数が格納されているので変数add_1のタイプを出力してみるとfunctionとなっています。

add_1 = add_func(100)
print(type(add_1))

<class 'function'>

ここでポイントになるのが、変数add_1には「展開された後の関数func()が格納される」ということです。
add_func(100)として引数valueに100を格納したことで、func()内で使用しているvalueは100に確定します。
※下記、展開後１の状態

def add_func(value):
    def func(value_2):
        return value + value_2
    return func
add_1 = add_func(100)

# 展開後１
def add_func(100):
    def func(value_2):
        return 100 + value_2
    return func

そのままreturnとしてvalueが100と決まっているfunc()が返却されます。
※下記、展開後２の状態

# 展開後２
def func(value_2):
    return 100 + value_2
return func

つまり

A

def add_func(value):
    def func(value_2):
        return value + value_2
    return func

add_1 = add_func(100)
print(add_1(1))

A'

def func(value_2):
    return 100 + value_2
return func

print(func(1))

上記のA'はAと同じ意味となります。

以上